硒是一種人體必需的微量元素,，主要由硒蛋白形式存在體內(nèi)并發(fā)揮功能,。硒蛋白含有被稱為第21種氨基酸的硒代半胱氨酸(Selenocysteine，Sec),，由傳統(tǒng)終止碼TGA編碼,。人類目前對(duì)陸生哺乳動(dòng)物、魚類,、原生生物,、古細(xì)菌和細(xì)菌等物種的硒蛋白有所了解，但對(duì)特殊進(jìn)化階段和生存環(huán)境的物種的硒蛋白的認(rèn)識(shí)還很匱乏,。例如保存著陸生哺乳動(dòng)物的胎生,、哺乳和用肺呼吸等基本特征的海豚,，其特殊的進(jìn)化歷程（陸地重回海洋）及生存環(huán)境（海生）是研究、對(duì)比生存環(huán)境和進(jìn)化歷程對(duì)硒蛋白組的影響的良好對(duì)象,。
由深圳大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院倪嘉纘院士所擔(dān)任通訊作者撰寫的《海豚基因組中硒蛋白基因的生物信息學(xué)預(yù)測(cè)》一文詳細(xì)介紹了在真核硒蛋白識(shí)別系統(tǒng)上所預(yù)測(cè)的步驟和結(jié)果,，該文發(fā)表在《科學(xué)通報(bào)》CHINESE SCIENCE BULLETIN 2012年第11期上。
使用生物信息學(xué)方法從基因組中挖掘新基因,，探索基因功能與生命過(guò)程機(jī)理之間的關(guān)系,，是后基因組時(shí)代生命科學(xué)研究的新興手段。硒蛋白的功能與抗衰老,，癌癥防治等有關(guān),，是科學(xué)界一直重點(diǎn)關(guān)注和研究的重要蛋白族群。硒蛋白基因的生物信息學(xué)研究也迅速發(fā)展,。由于硒蛋白基因中的TGA碼，具有解碼為硒代半胱氨酸和終止蛋白合成的雙重功能,，導(dǎo)致硒蛋白基因的生物信息學(xué)建模和識(shí)別都比其它基因更加困難,。首個(gè)依據(jù)硒蛋白mRNA中特殊RNA結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的硒蛋白基因識(shí)別方法，應(yīng)用于人類基因組并獲得了25個(gè)硒蛋白組成的人全硒蛋白組,。而后,，硒蛋白組信息學(xué)研究逐漸進(jìn)入了，硒蛋白功能與進(jìn)化的研究領(lǐng)域,。 倪嘉纘院士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了一種硒蛋白基因生物信息學(xué)識(shí)別系統(tǒng),，與國(guó)際上其它方法相比，能夠更簡(jiǎn)便地應(yīng)用于多個(gè)不同物種的識(shí)別,，并且能夠降低識(shí)別過(guò)程的假陰性結(jié)果,。該方法以前曾應(yīng)用于玻璃海鞘硒蛋白組的識(shí)別，相關(guān)文章發(fā)表于較有國(guó)際影響的刊物上,。使用該系統(tǒng),，他們對(duì)海生哺乳動(dòng)物瓶鼻海豚的基因組進(jìn)行了全數(shù)據(jù)分析，從中獲得了16個(gè)硒蛋白(含SECIS 結(jié)構(gòu))和4 個(gè)潛在硒蛋白(未檢測(cè)到SECIS 結(jié)構(gòu)),。
比較發(fā)現(xiàn)海豚硒蛋白種類和數(shù)量都與人類等陸生哺乳動(dòng)物相似,。首次發(fā)現(xiàn)的海豚雙Sec 結(jié)構(gòu)的二型甲狀腺脫碘酶，以及相應(yīng)對(duì)該蛋白家族的系統(tǒng)發(fā)生學(xué)分析,，顯示海豚等鯨類動(dòng)物與陸生偶蹄類有較近的親緣關(guān)系,，與目前國(guó)際上鯨類起源的研究主流觀點(diǎn)一致。該文的研究方法和結(jié)果為研究海洋脊椎動(dòng)物硒蛋白的分布與進(jìn)化和Sec 殘基在硒蛋白中的演化提供了理論依據(jù),。相應(yīng)的序列信息,，為重要生理功能硒蛋白功能活性研究提供了數(shù)據(jù)， 有助于推動(dòng)與硒蛋白有關(guān)的藥物或人類健康的研究發(fā)展,。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（編號(hào)：31070731）和廣東省自然科學(xué)基金（編號(hào)：10151806001000023）的資助,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1007/s11434-011-4970-5
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PMID:
Bioinformatic prediction of selenoprotein genes in the dolphin genome
Hua Chen, Liang Jiang, JiaZuan Ni, Qiong Liu and JiHong Zhang
Selenium (Se), an essential trace element in vivo, is present mainly as selenocystein (Sec) in various selenoproteins. The Sec residue is translated from an in-frame TGA codon, which traditionally functions as a stop codon. Prediction of selenoprotein genes is difficult due to the lack of an effective method for distinguishing the dual function of the TGA codon in the open reading frame of a selenoprotein gene. In this article a eukaryotic bioinformatic prediction system that we have developed was used to predict selenoprotein genes from the genome of the common bottlenose dolphin, Tursiops truncatus. Sixteen selenoprotein genes were predicted, including selenoprotein P and glutathione peroxidase. In particular, a type II iodothyronine deiodinase was found to have two Sec residues, while the type I iodothyronine deiodinase gene has two alternative splice forms. These results provide important information for the investigation of the relationship between a variety of selenoproteins and the evolution of the marine-living dolphin.
